地热热泵:真正的节能还是炒作?

早在1980年，我父亲就在我们新的被动式太阳能住宅里安装了一个地热热泵。父亲是一名土木工程师，他带着明显的热情向我解释，我们新的地源热泵(GSHP)将如何使用一个单位的电力从地面释放三个单位的热量，我们将用这些热量在冬天为我们的家供暖。然后，在夏天，GSHP会做相反的事情，把热量从我们的房子里抽出来，储存在地下。就像一个大电池，我们的系统将使用地球作为热源和散热器，节省了大量的能源。

GSHPs有四种基本的风格——水平闭环、垂直闭环、湖闭环和开环(或基于良好的)。我家的旧热泵是一个开环系统，它从地下深处抽取地下水，从水里提取热量，或者把热量排到水里，然后把水抽到外面。(顺便说一句，这就产生了一条非常方便的小溪，它穿过马场，又流回到屋后的沼泽里，把我从再往谷仓的水槽里倒水的麻烦中解放出来。相信我，当GSHPs把一个15岁的孩子从运水的苦力中解放出来的时候，他会非常兴奋。)

目前安装的大多数系统都是三种闭环系统中的一种。如果你有足够的土地，水平闭环系统可以安装使用土方移动设备。在土地稀缺的地方，比如城镇的社区，通过使用钻井设备安装垂直闭环。由于使用钻井设备，这些装置通常比水平闭环系统更昂贵。最后一种类型的系统，湖泊闭合回路，只需要很少的挖掘，而只是使用附近池塘或湖泊的水下回路。最后一种类型是所有gshp中最便宜的。

随着回路的安装，GSHP的机械部分完全安装在家里。与传统的空气源热泵(ASHPs)和空调，冷凝器(即比如，你家甲板旁边风扇发出的噪音)就在房子外面。地源热泵不需要室外冷凝器，因为地埋地回路起到了这个作用，所以地源热泵比传统系统要安静得多。此外，由于地源热泵的机械部件不受室外环境的影响，因此地源热泵设备的寿命更长，可达25年，而标准设备可达15年。地回路本身由聚乙烯制成，通常保质期为50年，因此，当地源热泵机械设备需要更换时，旧的回路可以重复使用，与其他技术相比，地热设备的长期成本更低。

也就是说，有很多关于GSHPs的炒作——制造商经常夸大他们产品的性能系数(COP)，使得苹果和苹果之间的比较变得困难。COP的测量仅仅是单位向家庭提供的加热能量与初始一次能量(在热泵中，是用于运行泵、压缩机和风扇的电力)的乘积。为了简化它，电阻加热器的COP为1，因为它将把1瓦特的输入电力直接转换成1瓦特的等效热能。独立测试给大多数地源热泵的COP值为3，这意味着输入1瓦特的电力，该单元提供的热量相当于3瓦特。然而，许多制造商声称cop为4或5，因为它们有选择地忽略了泵的能源使用，而泵是通过系统的循环来输送水的。如果您认真考虑计算GSHP的偿还期，请确保依赖于对cop的独立评估。

根据美国环境保护署(EPA)的计算，一套地源热泵系统的节能效果可达44%，比电阻加热和标准空调系统的节能效果可达72%。GSHPs还有助于保持50%的相对湿度，这使得它们特别适合需要大量冷却和除湿的湿热地区。安装一个可选的“减温器”可以使地源热泵的经济性更加引人注目(尽管，公平地说，一些地源热泵制造商也提供热水解决方案)。该设备利用系统的余热预热生活热水，在这方面也节省了能源和资金。所有这些能源节约就是为什么联邦政府愿意为GSHP系统的设备、钻井、安装和景观维修提供30%的税收抵免(不是扣减，而是一美元对一美元的税收减免)。

回报时间各不相同，但通常从2年到10年不等，这取决于更换设备的类型。然而，许多业内人士对GSHPs相对于现代的ASHPs的价值持怀疑态度，尤其是无导管的微型分离式ASHPs。理由是这样的- gshp是极其复杂的设备，本质上是在现场建造的。安装程序的能力是最重要的，出错的机会也很大。无管道迷你分体式外壳非常容易安装，相对便宜，维修和更换也更简单。在许多情况下，特别是在较小的、绝缘良好的、空气密封的房屋中，gshp相对于无管道的微型分离灰堆的经济效益可能会消失。

底线?在对制造商的承诺信以为真之前，要三思而后行。不要只是把一个新的GSHP和你的老燃油锅炉做比较，还要和其他竞争对手的技术做比较。最后，这是你的能源美元，所以明智地使用它。